Việc lựa chọn độ dài tế bào cố định hay thay đổi được quyết định sau khi cõn nhắc cỏc ưu nhược điểm của những phương ỏn này thụng qua một loạt cỏc yếu tố như hiệu suất băng truyền, trễ, tốc độ và độ phức tạp tại nỳt chuyển mạch.
• Về mặt hiệu suất băng truyền.
Ta cú cụng thức chung để tớnh hiệu suất băng truyền:
Số byte thụng tin
ỗ = ——————————————— Số byte thụng tin + Số byte tiờu đề
* Trường hợp độ dài gúi cố định:
Trong trường hợp độ dài tế bào ATM cố định, hiệu suất băng truyền được tớnh theo cụng thức:
X ỗF = ——————— ỗF = ——————— X (int — )( L + H) L Trong đú:
nF : Hiệu suất băng truyền của tế bào cú độ dài cố định. L: Kớch thước trường số liệu của gúi tớnh bằng byte. H: Kớch thước phần tiờu đề tế bào.
X: Tổng số byte thụng tin hữu ớch được truyền đi. Int(z): Phần nguyờn của z.
Như vậy hiệu suất sẽ là tối ưu khi toàn bộ thụng tin được truyền đi chia hết cho kớch thước trường thụng tin:
X X — = int — — = int — L L
Lỳc đú giỏ trị hiệu suất băng truyền sẽ là:
L ỗFopt = ——— L + H
Người ta nhận thấy rằng hiệu suất phụ thuộc rất nhiều vào cỏc byte thụng tin hữu ớch được truyền đi. Số byte thụng tin càng nhiều thỡ hiệu suất tối ưu càng dễ đạt được.
Do luồng thụng tin trong ATM gồm tiếng núi, tớn hiệu video, số liệu tốc độ cao nờn hiệu suất gần đạt được giỏ trị tối ưu, kể cả khi sử dụng tế bào cú độ dài cố định.
* Trường hợp độ dài gúi thay đổi:
Đối với gúi cú độ dài thay đổi, cỏc thụng tin bổ sung vào phần tiờu đề bao gồm cỏc “cỡ” để nhận biết giới hạn gúi, một vài bit được chốn thờm vào để nhận biết cỏc cỡ chớnh xỏc. Ngoài ra cũn phải cộng thờm vào phần đầu khung phần bỏo hiệu độ dài gúi, lỳc đú hiệu suất là:
X ỗv = ————— X + H + hv
Trong đú hv là phần thụng tin bắt buộc phải bổ sung thờm để bỏo hiệu độ dài thay đổi của gúi ATM. Hiệu suất truyền của gúi cú độ dài thay đổi là rất cao, với cỏc gúi cú độ dài lớn hiệu suất này đạt gần tới 100%.
• Về mặt tốc độ chuyển mạch và độ phức tạp.
Độ phức tạp của việc chuyển mạch cỏc gúi cú độ dài cố định hay thay đổi phụ thuộc vào những chức năng mà chỳng cần thực hiện cũng như yờu cầu kỹ thuật tương ứng với cỏc chức năng này. Hai yếu tố quan trọng nhất là: tốc độ hoạt động và yờu cầu về kớch thước bộ nhớ của hàng đợi.
* Tốc độ hàng đợi: Phụ thuộc vào số lượng cỏc chức năng cần thực hiện và thời gian thực hiện cỏc chức năng đú.
* Xử lý phần tiờu đề: Đối với cỏc gúi cú độ dài cố định, khoảng thời gian cần thiết để xử lý phần tiờu đề là cố định. Trong trường hợp gúi cú độ dài thay đổi, thời gian xử lý này khụng cố định mà phụ thuộc vào độ dài của gúi, thụng thường tốc độ xử lý cần lớn hơn rất nhiều mới đạt được tốc độ truyền tin như trong trường hợp gúi cú độ dài cố định. Kớch thước càng nhỏ thỡ yờu cầu tốc độ xử lý càng lớn. Bảng thể hiện tốc độ xử lý cần thiết trong hai trường hợp ở tốc độ 150 Mb/s. Ta thấy là tốc độ trong trường hợp độ dài gúi thay đổi yờu cầu lớn hơn rất nhiều so với trường hợp độ dài gúi cố định.
* Quản lý bộ nhớ của hàng đợi: Trong trường hợp kớch thước gúi cố định, hệ thống quản lý bộ nhớ cú thể đưa ra cỏc khối nhớ với kớch thước cố định tương ứng với kớch thước của tế bào ATM. Hoạt động này hết sức đơn giản như trong trường hợp quản lý bộ nhớ tự do. Trong trường hợp gúi cú độ dài thay đổi, hệ thống quản lý bộ nhớ phải cú khả năng đưa ra cỏc khối bộ nhớ cú kớch thước khỏc nhau sao cho cỏc hoạt động như tỡm cỏc đoạn thụng tin, tỡm đoạn đầu tiờn,… được tiến hành ở tốc độ cao. Việc quản lý bộ nhớ cũng trở nờn phức tạp hơn.
* Yờu cầu về kớch thước hàng đợi: Trong trường hợp độ dài gúi cố định, yờu cầu về kớch thước hàng đợi phụ thuộc vào tải và tỷ lệ mất gúi tải, tỷ lệ mất
gúi tải càng lớn thỡ thỡ yờu cầu hàng đợi cũng phải càng lớn. Trong trường hợp gúi cú độ dài thay đổi, tớnh toỏn kớch thước hàng đợi phức tạp hơn nhiều và sẽ phụ thuộc vào độ dài gúi. Đơn giản nhất là định kớch thước hàng đợi tương ứng với gúi cú độ dài lớn nhất, lỳc đú kớch thước hàng đợi sẽ trở nờn lớn hơn rất nhiều so với trường hợp gúi cú độ dài cố định. Việc
tớnh toỏn kớch thước hàng đợi một cỏch tối ưu trong trường hợp này sẽ rất khú khăn.
Kết luận:
Sau khi đối chiếu với yờu cầu về tốc độ hoạt động và kớch thước hàng đợi, giải phỏp gúi cú kớch thước cố định là hợp lý nhất đối với cỏc dịch vụ băng rộng.
• Trễ.
Kớch thước của gúi trong ATM cần phải giới hạn để khụng phỏt sinh ra trễ trong mạng. Trễ tiếng núi sẽ rất lớn nếu kớch thước gúi lớn. Hỡnh … minh hoạ một Multiplexer hợp kờnh cỏc đường truyền số liệu khỏc nhau vào bộ chuyển mạch, cỏc gúi số liệu trong trường hợp này cú kớch thước thay đổi. Đầu vào phớa trờn là một mẫu tiếng núi được truyền cho thời gian thực, đầu vào phớa dưới là một gúi số liệu rất dài. Do mẫu tiếng núi tới sau gúi số liệu một chỳt nờn phải đợi số liệu truyền xong mới tới lượt nú được truyền tới đầu ra. Nếu gúi số liệu quỏ dài thỡ mẫu tiếng núi sẽ bị trễ đỏng kể. Ngược lại, nếu sử dụng cỏc tế bào nhỏ và cố định thỡ trễ sẽ giảm xuống tới một giỏ trị chấp nhận được.
I n p u t O u t p u t I n p u t I n p u t I n p u t O u t p u t a b M U X M U X
Hỡnh2.10. a) Gúi cú kớch thước nhỏ bị trễ sau gúi lớn.